DE1459959A1

DE1459959A1 - Deckenkonstruktion,die der Verbesserung der Akustik in geschlossenen Raeumen dient

Info

Publication number: DE1459959A1
Application number: DE19631459959
Authority: DE
Inventors: Gunnar Arnesen; Halbostad Oddvar Sigwald
Original assignee: HALBOSTAD ODDVAR SIGWALD
Current assignee: HALBOSTAD ODDVAR SIGWALD
Priority date: 1962-08-10
Filing date: 1963-08-10
Publication date: 1968-11-21
Also published as: CH437837A; US3276537A; ES291106A1; FI40040B; DK111063B; NO115011B

Description

Deckenkonstruktion,die der Verbesserung der Akustik in geschlossenen Räumen dient

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine technische Anordnung zur Regelung bzw. Steuerung der akustischen Bedingungen in geschlossenen Räumen«

Bei Jedem Versuch,die akustischen Verhältnisse in einem geschlossenen Raum zu reguliere^in der Absicht, den Geräuschpegel auf einen gewünschten Wert zu reduzieren,ergeben sich zwei ausschlaggebende Faktoren,nämlich einmal die Tatsache, daß ausgestrahlte akustische Energie in ganz verschiedener Stärke auf die verschiedenen Frequenzen verteilt ist,und zweitens, daß ein Raum,ohne akustische Steuerungen den verschiedenen Frequenzbändern unterschiedliche Nachhallzeiten besitzt_eDer Geräuschpegel in einem Räume ist also nicht nur abhängig von akustischen Energiequelle^sondern auch vom Nachhall im Raum und schwankt in den Frequenz-Intervallen.uer Geräuschpegel wird also bestimmt von dem direkt von einer Energiequelle · ausgebenden Geräusch und dem reflektiertem Geräusch.

Die akustische Regulierung von Räumen,an die sprachlich und klanglich hohe Anforderungen gestellt v/erden,beruht also darin daß man die Räume einer idealen Nachallzeit für Sprache,Musik usw. anpasst und vorliegende besondere Schallreflexionen,die ja nach festen Gesetzen auftreten,berücksichtigt. Hat man die idealen oder optimalen Uachhallzeiten errechnet oder bestimmt,, dann

809809/0885

sind auch die notwendigen Schallschluckwerte in den Verschiedenen Frequenzintervallen gegeben,und entsprechend diesen,Werten und der für die regulierenden Maßnahmen zur Verfugung stehenden Fläche wird das schalldämmende Material ausgewählt.

Es ist bereits bekannt,daß man mit Hilfe von Tafel- oder Uhterdecken-Konstruktionen,die aus Metallblecheiementen bestehen und in einem bestimmten Abstand,abnehmbar,an der festen Decke aufgehängt sind, eine gewisse Schallabsorption erreichen kann, wenn die einzelnen Tafeln bzw. Elemente mit Perforierungen und möglicherweise mit einer den Schall schluckenden Beschichtung, z.B. aus Mineralwolle usw.,versehen sind» Bei Anwendung derartiger,aus Tafeln oder Elementen gleicher

Absorptionsfähigkeit bestehenderYist es mittels der sog^'co-planare Elemente nicht möglich,einen Raum akustisch jsh zu verbessern,ohne daß nicht Teilflächen der Elemente sich mit den Hallräumen überschneiden.Das Gleiche gilt für die Aufstellung der einzelnen GeräuschquellenIDer Raum kann nicht in befriedigender Weise ausgesteuert werden.

Gemäß Erfindung ist es aber doch möglich,geschlossene Räume ' akustisch voll befriedigend zu verbessern,indem man Uhterdecken verwendet,die aus planaren Elemneten bestehen und in bekannter Weise aus,vorzugsweise,±ra nicht mehr als 1 Millimeter starkem Blech hergestellt werden.

Gemäß Erfindung wird dies dadurch erreicht,daß man die Elemente in der Weise präpariert,daß sie verschiedene Absorptionsfähigkeit besitzen» Es hat sich als ausreichend erwiesen,daß es nur not— wendig ist,drei Haupttypen von schallschluckenden Elementen zu verwenden,, nämlich ein Hochfrequenz-Element,ein Niederfrequenz-Element und ein Breitband-Element,da durch Zusammenbau dieser

8 0 9 8 Q 9/ Q 8 8 5 ORiGmAL «nsfec ι ed _copY \

Elemente· und ihre gemeinsame Verwendung ein .Absorptionskoeflizient erzielt wird,der allen Tonfrequenzen gerecht wird»

Die Herstellung der drei Elementtypen mit verschiedener Absorption geschieht in folgender Weise:

Hochfrequenz-Element

Dieser E^lementtyp,dessen Aufgabe es ist,die hohen !Frequenzen zu Absorbieren "bzw. zu schlucken,wird in der Weise mit gleichmäßig verteilten Perforierungen versehen,daß die Perforierungen mindestens 1o $,vorzugsweise aber weit mehr der Gesamtfläche ausmachen« Ausserdem wird auf die Oberseite des Elementes eine Schicht aufgebracht,die aus einem schallabsorbierenden Material,beispielsweise Steinwolle usw. ,besteht»

Durch eine entsprechend starke Perforierung wird,in Verbindung mit einer entsprechend starken Beschichtung mit porösem Material, ein hoher Absorptionsgrad im oberen Frequenzbereich erzielt.

Bfiederf requenz-El ement

Dieses Element besitzt keine Perforierungen,und deshalb auch keinen schallschluckenden Belag.

Bekanntlich bewirken Schallwellen beim Auftreffen auf dünnes und biegsames Blech durch ihren wechselnden Druck,daß das Blech in Schwingungen gerät .Die se Schwingungen brauchen nun einen Tei auftreffenden Schallenergie auf,wobei Wärme entsteht.Auf diese Weise kann,besonders im unteren Frequenzbereich,sehr viel Energie geschluckt bzw. absorbiert werden.

- 3 COPY '

aoaa09/0883

um das Absorptionsvermögen dieses Elementes noch zu steigern,· wird,gemäß Erfindung,seine Oberfläche noch mit schalldämpfendem Material überzogen,das infolge innerer dynamischer Beweglichkeit die Schwingungen des Elementes mitmacht. Dabei wird zusätzlich Schallenergie verbraucht,und das Absorptionsvermögen des Elementes erhöht sich.

Das Überzugsmaterial kann ein Gemisch sein,das aus. einem geeigneten Bindemittel,z.B. plastischen Kunststoff,und einem feinkörnigen oder geflockten Füllmaterial besteht,z.B.aufgeschlossenem Vermiculit. Das Gemisch wird,vorzugsweise auf der Innenseite,durch Spritzen oder Anstreichen und in erforderlicher Stärke aufgebracht· Nach dem Erhärten ist die Schicht fest mit dem Tafel-Element verbundene Der Anteil des Füllstoffes wird dabei so gewählt,daß die Partikel,die Deckschicht macht ja die Schwingungen des Elementes mit}durch gegenseitiges Aneinanderreihen,in erhöhtem Maße Schallenergie aufbrauchenο *

Bringt man die Dicke des Überzugs in ein richtiges Verhältnis zur Dicke des Elementes,so kann das Schall-Absorptionsvermögen bis auf 1oo $ gesteigert werden₀Dies gilt für die unteren Frequenzbereiche.

Breitband-Element

Dieses Element stellt eine Kombination der beiden eben erwähnten Element-Typen dar.Das Element ist mit Perforierungen,einer Deckschicht an der Unterseite,und einer Schicht aus schallschluckendem Material,wie z.B„ Steinwolle und dgl.,auf der Oberseite versehen,

809809/0885

Es muß darauf hingewiesen werden,daß die Absorptionskoeffizienten die Funktion des Abstandes zwischen fester Decke und aufgehängter Unterdecke darstellen»

Mittels der drei,"vorstehend beschriebenen Elementtypen ist es möglich,eine hängende Unterdecke zusammenzubauen,deren Schallschluckvermögen in allen Frequenzbereichen und bei beliebigem Deckenabstand ausserordentlich groß ist»,wobei die Hängedecke,den gegebenen Erfordernissen entsprechend, durch einfaches Kombinieren der drei Element-Tyρen,die alle äusserlich gleich sind,gebildet wird.

Auf diese Weise ist es möglich,bei gegebenem Deckenabstand, eine Unterdecke zusammenzubauen,deren Absorptionswerte den Anforderungen in allen Frequenzbereichen gere.cht werden. Die Akustik des Raumes wird genau nach Wunsch gesteuert,

Ausserdem kann man bei Neubauten,wo die endgültige Unterteilung, der Verwendungszweck und die Zahl der Geräuschquellen im Yorneherein nicht bekannt ist,den Raum zuerst mit sog»"Breibandelementen ausstatten,die man dann später,den akustischen Erfordernissen entsprechend,durch andere Elemente ersetzen kann. Bei eventuellen Um- und Erweiterungsbauten usw. kann man in ähnlich einfacher Weise verfahren,ohne daß es notwendig ist,die ganze Decke umzubauen oder den Deckenabstand zu ändern.

Sollte es ausserdem notwendig sein,an ganz bestimmten Stellen im Raum den· Schall in verstärkter Form zu absorbieren,so ist auch dies möglich,indem man nämlich in den fraglichen Bereichen die Zahl der Elemente,z.Bo direkt über der Geräuschquelle, erhöht, wobei die bereits bestehende Gruppierung der Absorptionselemente ebenso wie ihr Abstand von der festen Decke unverändert bleibt.

■ - 5 -

8 09BO9/0 885

!Probleme,die durch die Anwesenheit einer bestimmten Personenzahl im Räume entstehen,können erfindungsgemäß, ebenso einfach " gelöst werden.Es ist lediglich notwendig,zusätzliche Elemente anzubringen.

Was die Niederfrequenz-Elemente betrifft,so kann man ein temperaturabhängiges Überzugsmaterial verwenden,also ein Material,dessen optimale Absorption temperaturbedingt,z_eB_o bei 2o bis 25°C. liegt.Sinkt in diesem Falle die Temperatur z.B„ auf 15 C,so sinkt auch das Absorptionsvermögen ganz erheblich ab.

Bei Anwesenheit einer größeren Personenzahl in einem Baum, z.B„ in einem Konzertsaal,kann man die Temperatur genau vorausberechnet absinken lassen und dadurch die Absorption im unteren Frequenzbereich entsprechend korrigieren,, Es ist auch möglich,derartige Korrekturen mit Hilfe wärme-

mit
empfindlicher Meßgeräte,die/einer Decken-Klimaanlage verbunden

sind, vorzunehmen.

In gleicher Weise kann man die Wirkung der Hochfrequenz-Elemente verändern,indem man nämlich an der Innenseite dieser

ν
Elemente verschiebbare,eindämmend wirkende Anordnungen anbringt, bei denen die Perforierungen entsprechend angebracht, sind. Durch das Verschieben dieser Anordnungen in Beziehung zum Element verändern sich die freien Bereiche der Perforierungen, und der Absorptionswert verschiebt sich vom Maximum zum Minimume Die Betätigung dieser abbremsenden Anordnungen kann übrigens auch durch einen Bi-Metallstreifen erfolgen,dessen Ablenkung durch die jeweils herrschende Deckentemperatur bewirkt wird.

809809/0885

Da ausserdem die Kontrolle der Bremsanordnung mit den Schwankungen der Absorption im unteren Frequenzbereich synchron gekoppelt werden kann,und dadurch die Möglichkeit gegeben ist, sowohl im unteren wie im oberen Frequenzbereich die ., Absorption durch einfaches Regulieren der Temperatur zu steuern,ist es auch stets möglich,den Gesamtabsorptionswert im Bereich der Decke auf richtiger Höhe zu halten,

Bas Befestigen der auswechselbaren Elemente mit festgelegtem Deckenabstand kan in jeder geeigneten und auch bekannten Form erfolgen und stellt keinen Bestandteil der Erfindung dar. Ss ist jedoch empfehlenswert,die Elemente selbst mit einem nach oben gebogenen Rand zu versehen,damit sie, leicht abnehmbar,mit den darüberliegenden Traganordnungen verbunden werden können,wie dies in unserer gleichzeitigen Anmeldung vom 7.Juni 1963 - Serial-Uo. 49 397 aufgezeigt und beschrieben ist»

8Ö98Ö9/Ö685

Claims

[ 1.yDer akustischen Regulierung von geschlossenen Bäumen dienende Zwischendeckenkonstruktion,bei der Tafeln bzw„ Elemente aus Blech mit bestimmten Abstand auswechselbar an einer permanenten Decke aufgehängt sind,dadurch gekennzeichne t,daß die Deckentäfelung aus einer Kombination dreier Standardelemente mit unterschiedlicher Absorptionsfähigkeit besteht,nämlich einem Hochfrequenzelement,einem Mederfrequenzelement und einem Breitbandelement«
2. Deckenkonstruktion gemäß Anspruch 1,dad.gek«,daß von den drei Deckenelementen das dem Hochfrequenzbereich dienende Absοrptionselement mit gleichmäßig verteilten Perforierungen, und an der Oberseite,mit einem Belag aus schallschlucken-,dem Material versehen ist,das Mederfrequenz-Absorptionselement nicht perforiert j,st und an der Oberseite mit einer die Vibration dämpfenden Schicht versehen ist,die derartig be-.schaffen ist,daß sie während der "Vibration durch ihre innere dynamische Eigenbeweglichkeit Schallenergie in Wärme umsetzt und dadurch die Schallabsorption des Elementes wesentlich steigert, und schließlich das Breitbähd-Absorptions-

element eine Kombination der erstgenannten beiden Elementaus .
darstellt,nämlich/einem perforiertem Blechelement, mit Yibrationsdämpfschicht und mit einem schallschluckendem Überzug an der Oberseite besteht.

- öl - "

809809/0885

Patentansprüche (Fortsetzung)
3. Deckenkonstruktion gemäß Anspruch 1 und 2, daeUgek. daß die Absorptionskoeffizienten "bei allen Element-Typen bestimmt und wirksam werden als Funktion des Elementabstandes zur permanenten Decke,so daß alle Zwischendecken-Elemente einem festgelegtem gleichen Abstand angepasst werden können.
4. Deckenkonstruktion gemäß Anspruch 1 bis 3,dad.gek.,daß

der Absorptionskoeffizient der Mederfrequenzelemente durch die wechselnden Zustände im ßaum,mittels eines wärmeempfindlichen und die ^temperatur im Bereich der Zwischendecke regelnden Gerätes gesteurt wird«,
5. Deckenkonstniktion gemäß Ansprach 4 dad.gek.daß der Absorptionskoeffizient der Hoehfrequenzelemente gesteuert wird durch Änderung der freien Bereiche der Perforierung,

. und zwar mit Hilfe einer verschiebbaren'Bremsvorrichtung, die ihrerseits durch einen Bi-Metallstreifen,dessen Ablenkung durch die Beokeutemperatur gesteuert wird,betätigt wird·
6. Deek©nkonstruktion gemäß Anspruch 2,dad.gek.,daß das die Tibratioa dämpfende Material ©in G-emisch aus einem Mnde-.Kittel WiU. eine« körniges 'Hattrial darstellt.
ί - o2 -
8 OSI